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溶融塩

Molten Salts

https://www.sigmathermal.com/　　　2022.11.15       

　溶融塩は塩溶融物と呼ばれることもあり、高温プロセス加熱、鋼の熱処理と焼鈍、太陽熱発電所での蓄熱などの幅広い用途に使用される製品ファミリーである。これらの塩は、フッ化物、塩化物、および硝酸塩で構成されている。

　溶融塩には、蒸気圧がほとんどまたは全くない非常に高い液相動作温度(1,000 °F以上)という利点がある。溶融塩は熱伝達用途で有機油または合成油に取って代わることができる。溶融塩はその高い動作温度で大きな利点を提供するが、非常に高い凝固点(248 °Fから428 °Fの範囲)という望ましくない特性を持つ可能性もある。

　溶融塩加熱システムには、塩浴ヒーター、循環溶融塩、および金属集合体の熱処理などの用途向けの直接加熱の3つの主要なタイプがある。冶金、機器、システム・コンポーネントの選択、ヒートトレース、溶融、排水など、これらすべてのシステム・タイプには課題がある。

循環溶融塩システム

　循環溶融塩システムは、熱交換器または他のプロセス熱消費者に熱媒体として高温の液体塩を分配するために使用される。

機能＆デザイン

　エネルギーが必要になると溶融塩循環プロセスが始まる。ほとんどのシステムは再溶解のプロセスを回避するために塩を凝固点以上に維持するが、試運転中またはコールド・リスタートの状況では、塩は高温の塩タンクで溶融される。次に、溶融塩は高温塩を汲上げるために特別に設計された循環ポンプを使用して閉ループ・システムを通って循環される。液体は高温の塩タンクから焼成ヒーターまたは電気ヒーターに循環し、ユーザーに出て再び高温の塩タンクに戻る。

　このシステムは通常、循環ポンプがオフになっている場合に高温の塩が高温の塩タンクに戻るように設計されている。塩の凝固点のために、他の閉ループ・加熱システムとは異なる。システムは、それがダウンしたときに常に液体が戻る高温の塩タンクを使用して設計する必要がある。

　これらのシステムは、循環配管の凍結や熱衝撃を防ぐために加熱および設計する必要がある。溶融塩は通常の大気圧で1050 °Fの温度でこれらのシステムに貯蔵される。これらのシステムでは、センサーが適用され、液体レベル、圧力、温度、および流量を測定および監視する。

　循環溶融塩システムは特定の用途のニーズを満たすように設計された統合エネルギー貯蔵オプションをプラントに提供できる。このエネルギー貯蔵の概念は、夜間または曇りの時期に発電用の熱エネルギーを貯蔵するために太陽熱発電所で一般的に使用されている。

高温塩タンク

　高温の塩タンクは、循環溶融塩システムの重要な部分であり、発電機を介して溶融塩を移動させ、用途に電力を供給するのに役立つ。溶融塩システムは通常、異なる充填レベルと温度の2つの貯蔵タンク、温水および低温の塩タンクで機能する。冷蔵タンク内の溶融塩はサイクルをさかのぼり、高温の塩タンクに含まれる塩はシステムのエネルギーを生成するために移動する。

　システム循環ポンプは通常、固体塩を溶かすための熱源として使用される電熱器または火管のいずれかとともに、このタンクに設置される。これらのタンクは頻繁にヒートトレースされ、セラミック材料と保護ライナーで断熱することができる。タンクを断熱することで、可能な限り最高の性能を保証する。

ソルトバスヒーター

　塩浴ヒーターシステムは、循環ポンプを使用せずに自然対流プロセスに依存している。これらのシステムは、様々な用途にエネルギーを供給するために高温で動作するように設計されている。

機能＆デザイン

　塩浴ヒーターは、火管スタイルのバーナーまたは容器の底に沈められた電熱器で塩の容器を加熱することによって機能する。次に、高温の塩が水中プロセス・コイルを加熱し、そこで流れるプロセス媒体が加熱される。熱エネルギーはその管から容器に伝達される。熱伝達塩は800 °Fまでの温度で動作する。

　固化塩の充填と溶融については、設計上の考慮事項を行う必要がある。設計が不十分な場合、低温状態からの起動時にヒーター容器または火管が損傷する可能性がある。

　ソルトバスヒーターはモレキュラーシーブ用途での再生ガス加熱に一般的に使用されているが、高い動作温度機能を備えた単純な間接加熱システム設計を必要とする他の用途にも適している。

　Sigma Thermalでは、循環溶融塩システム、高温塩タンク、ソルトバスヒーター、電気ヒーターを設計および製造している。我々はプロセス・ニーズに合わせて完全に自動化されたシステムをカスタム設計することができる。